单根cutcnq纳米线电学开关特性

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1、勃能财抖2010年第5期(41)卷单根CuTCNQ纳米线的电学开关特性李先懿，郑凯波，陈冠雨，莫晓亮，孙大林，陈国荣(复旦大学材料科学系，上海200433)摘要：用溶液法制备了CuTCNQ纳米线。用X机晶体管以及有机开关器件等领域具有重要应用。近射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)表征了样年来，对它的研究备受人们关注。其中，7，7，8，8一四氰品的结构及形貌，用拉曼光谱(Raman)研究了CuTC—基苯醌二甲烷(7，7，8，8-tetracyanoquinodimethane)与NQ纳米线的电荷转移情况。研究了其不同温度下的金属构成的有机电荷转移型配合物(M—TC

2、NQ)因其电学特性。CuTCNQ纳米线的长度为1～8址m，直径良好的开关特性尤其引人关注。自1979年Potem—5O～300nm。XRD结果显示制备得到的CuTCNQ为berl4等发现金属有机配合物具有记忆特性以来，不少I相。研究表明，在外加电场作用下，单根CuTCNQ研究人员对CuTCNQ薄膜器件的光／电开关现象及机纳米线表现出可逆的电开关特性，阻态转变前后其电理进行了广泛而深入的研究[5。阻的变化达3个数量级。高低阻态转变电场阈值约为研究表明，可通过对CuTCNQ施加一定的电场使1．8V／fm。另外，CuTCNQ纳米线的电阻随着温度其发生如公式(1)所示的电荷转移并

3、最终导致该材料的降低而增大，当温度低于临界值160K时，低阻态的的电阻率发生巨大改变。该种稳定且可逆的开关特性CuTCNQ纳米线将出现负阻效应。使得CuTCNQ在超高密度存储和电开关器件等方面关键词：金属有机配合物；CuTCNQ；纳米线；电荷转具有潜在的应用价值。Oyamada【1o]等采用Cu／CuTC—移；开关特性；负阻效应NQ／Al的三明治结构研究了CuTCNQ薄膜的开关特中图分类号：O641文献标识码：A性，通过施加(10．0±2．0)V的电压测得了该结构的文章编号：1001-9731(2010)05—0918—04CuTCNQ的开关特性。J．Billen_】等则

4、研究了该三明治结构中界面对测试结果的影响，并对CuTCNQ薄膜1引言的开关特性提出了解释模型。此外，Y．1wasaI】，R．金属有机配合物以其良好的结构、光学及电学性Kumai_2叩等还观测到了有机配合物体材料在低温下的能而著称，在有机发光二极管、有机太阳电池，有负阻效应。[Cu(TCNQ)一]Cu~+(TCNQ)+[Cu(TCNQ)一](1)△目前为止对单根CuTCNQ纳米线的低温下电学谱仪测试了样品的Raman光谱，激光波长为632．8特性研究还比较少。与体材料或薄膜材料相比，单根nm，功率为3mW。纳米线具有体积小，结晶性好，灵敏度高等优点，且易使用X射线衍射仪(R

5、igakuD／MAX2RB)表征于同集成电路工艺相结合。本文重点研究了单根了样品的结构，实验条件是Cu—Ka线，40kV，60mA。CuTCNQ纳米线的开关特性和温度特性。2．3电学性能测试单根纳米线测试器件的制备过程如下：采用硅2实验(1OO)作为基底，其上生长一层500nm的氧化层作为2．1样品制备绝缘层。采用光刻方法制备了方块电极的阵列，其中CuTCNQ纳米线通过溶液法制备。制备步骤为：单个方块的尺寸为100m×100m，两个方块电极间首先，用热蒸发法在洗净的玻璃基片上蒸镀一层厚度的问距是4m。电极材料为10nm的Ni和其上的为30nm的铜膜。然后将此玻璃片浸在饱和

6、的TCNQ100nm的Au。将长有CuTCNQ纳米线的玻璃基片(98，Aldrich)乙腈溶液中反应约5min。反应在室温在丙酮中超声20s，将分散有纳米线的丙酮滴洒在电(25℃)下进行。此时基片变为深蓝色。极阵列上，待丙酮挥发后，在显微镜下寻找两端接触在2．2表征电极上的纳米线，用金线球焊引出至测试电路中。图利用扫描电子显微镜(XL30FEG，PHIlIPS，分辨1(a)为测试装置的示意图。率2nm)观察了制得的CuTCNQ纳米线的形貌。通过上述电学性能测试方法，把制备的CuTCNQ利用法国Dilor公司的LabRam一1B型显微拉曼光纳米线串联到电路中进行测试。测试在

7、室温(25℃)，*基金项目：国家自然科学基金资助项目(60471010)；上海市重点学科资助项目(B113)；上海市科委纳米专项(0752nm016)收到初稿日期：2009—10—14收到修改稿日期：2010—03—08通讯作者：陈国荣作者简介：李先懿(1983一)，男，重庆荣昌人，硕士，师承陈国荣教授，从事纳米传感器研究。奎生壁笠!望!垡塑皇兰壁丝标准大气压下进行。串联电阻R一10MQ。相为工相⋯。2。4温度特性测试图1(b)为测试纳米线在低温条件下的开关特性所使用的装置示意图。上述测试器件置于液氮环境中，为防止空气中水蒸汽